SYNOPSYS 光学设计软件课程二十：设计容易制造与加工的非球面
`b_n\pf ]
在本课中，我们展示如何将球面替换成非球面，从而改善像质。 然后我们重新优化它，控制非球面与最接近球面（CFS）的RMS偏离，以便更容易制造。 ) Lo hB,?
这是一个初始镜头，一个校正不佳的三片式镜头： Y*S(uqM
（如果您想自己运行此案例，始镜头名为6.RLE。） ];QX&";Z
让我们做一个简单的优化运行。 首先，我们只使用球面。 这是MACro： ; Ji3|= 4u
FETCH 6 $-39O3
PANT :6Gf@Z&+
VLIST RAD 1 2 3 4 6 z%$M
IC
VY 1 TH 20 3 VY 2 TH $Ut1vp 1$
VY 3 TH 20 3 Gwm YhG<{
VY 5 TH %KR2 Vlh0
VLIST GLM 1 3 - I~\
END C0&ZQvvy1:
X$_z"t
AANT ^fbzlu?G4-
AEC ; AUTOMATIC EDGE CORRECTION yz%o?%@
ACC ; AUTOMATIC CENTER THICKNESS CONTROL qh6Q#s>tH
?%b#FXA
GNR .5 1 3 2 0 Q776cj^L
GNR .5 1 3 2 .5 Q%0
N\
GNR .5 1 3 2 .7 35fj-J$8
GNR .5 1 3 2 1. UvL=^*tm
GNR .5 1 2 1 0 %'Z`425a
GNR .5 1 2 3 0 !@FzP@
GNR .5 1 2 1 1 t]ID
GNR .5 1 2 3 1 9]g`VD6 <v
END IG!(q%Gf
<
WQ
~X<1D
SNAP ; REQUEST SNAPSHOTS AS OPTIMIZATION RUNS 2WB`+o Wox
SYNO 50 ; REQUEST OPTIMIZATION FOR 50 PASSES +_ $!9m
N \woFrG
镜头质量得到改善，但5阶球差和3阶球差没有得到平衡： 3k:`7E.
转换成非球面。 将下面的命令行添加到PANT文件并重新优化。 Q|7 m9 ~
VY 1 G 3 w[u >*I
VY 1 G 6 7_L$ XIa
VY 1 G 10 -E.fo._L5
ye4GHAm,p
正如所期望的那样，现在镜头要好得多 - 但是非球面看起来如何？ ASY列表给出了系数： P o\d!
SPECIAL SURFACE DATA QGnUP iD^
______________________________________________________________________________ H^jcW wy:
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE perhR!#J
G 3 -3.740105E-08 (R**4) G 6 1.619749E-11 (R**6) G 10 2.852988E-14 (R**8) bMqFrG
L^ Fb;sJYI
我们使用了22个G非球面系数项中的三个。 查看该表面与最贴近的球面的贴合程度（CFS）。 输入命令 : bq UA(k
ADEF 1 PLOT. RvyCc!d
z7&m,:M
该图表显示与CFS有很大不同。 这可能难以准确控制。 让我们继续优化，是否能得到更容易制作的非球面。 在AANT文件中添加了这些行 !fJy7Y
M 0 100 CLINK X: QRy9]
ADEF 1 r>6FJ:T x
CD1 FILE 6 e1ExB#
= CD1 <9S 5
&_'3(xIO
这里我们使用CLINK选项，它使优化程序运行下一个命令（在这种情况下为ADEF），然后从文件缓冲区中获取所需的数量。 （要了解此强大功能，请在中键入HELP CLINKCW）。 ,2mq}u>WU
SYNOPSYS已经有了这种分析的命令，如用户手册的第10.3.3节所述，但如果没有，你会怎么做？ 本课程展示了如何使用其他功能来执行相同的操作，并且如果您想要执行没有命令的操作，最好知道如何使用其他功能。 z -'e<v;w
加权因子100来自哪里？ 非球面和CFS之间的RMS差异为0.00042，其他像差中最大的差异为0.045。 （要查看这些值，可以使用FINAL nb命令。我们输入FINAL 5，查看五个最大的像差，并得到下表（它位于FINAL ERROR列中））： s@*i
FINAL 5 r%`3*<ALV)
ABERRATION LIST R?#.z#
NAME TARGET WEIGHT RAW VAL. FINAL ERROR R. EFFECT +)_#j/
81 0.0000000 0.9362033 SR 0.0140 0.130792E-01 0.028286 sRC?l_n;
A 2 YC 0.70000 0.50000 0.83333 0.00000 Tzfk_h3hE
P}he}k&IR
103 0.0000000 1.7262735 SR -0.0070 -0.120986E-01 0.024204 .RWq!Z=)3
A 2 YC 1.00000 0.16667 0.50000 0.00000 USKC, &6&}
D&D- E~b^
157 0.0000000 1.1508490 SR 0.0141 0.162809E-01 0.043829 n
m .5!.
A 1 YC 1.00000 0.25000 0.75000 0.00000 U[hokwZ
gj4ONmY
161 0.0000000 2.5733766 SR -0.0064 -0.165815E-01 0.045462 J$S*QCo
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.25000 0.00000 _RWH$L9
{z@a{L:SC
163 0.0000000 1.1508490 SR -0.0111 -0.127588E-01 0.026917 }&^1")2t
A 1 YC 1.00000 0.25000 -0.75000 0.00000 {#z[iiB
Xv xrz{
因此，这种加权将使RMS偏离与最大光线像差的误差相当。 w NMA)S
我们如何找出要添加到AANT文件中的其他行？当ADEF命令运行时，它会将其部分输出的副本放入AI缓冲区。 运行该命令后，询问AI 4H`B]Zt7
BUFFER? it->)?"(6
-~
Dn^B1^
看看放在哪里。 e]V7
7o c
BUFF? {&nDm$KTD
4Dasj8GsV
The current FILE BUFFER contains wi f1|! aL
1 0.02051954 BEST FIT CV H:mc e x
2 48.73404382 BEST FIT RD [+qB^6I+P%
3 -5.38236122E-13 VERTEX SHIFT *nwH1FjH
4 0.50763222 VOL. REMOVED \\Nt^j3qR
5 0.00097815 PEAK DIFF. =P,pW
6 0.00031781 RMS DIFF. [2ri=lf,
a@#<qf8g
我们所需的RMS差异在位置6- 我们想要控制的数量。 所以我们运行这个新的优化，光扇图几乎没有变化。 现在非球面看起来像什么？ UK .=Y9
SYNOPSYS AI>ASY 4\ny]A:~
J!yK/*sO,
SPECIAL SURFACE DATA 2 nSK}q
______________________________________________________________________________ g>{t>B%v^K
SURFACE NO. 1 -- RD + POWER-SERIES ASPHERE AH^'E
G 3 -3.290403E-08 (R**4) G 6 1.879146E-11 (R**6) G 10 3.012221E-14 (R**8) jgBJs^JgYG
qKs"L^b
ADEF 1 PLOT n`p/;D=?
<SRo2rjRa
现在RMS差异仅为0.00018。 在这里，我们的镜头只有43％的非球面偏离，并且性能基本相同。 }+F@A`Bm&
现在调整加权因子可能是有意义的，分阶段增加它直到性能开始降低。 这可能会产生比上面更容易制作的镜头。 vX$|/74
通过拾取FILE 5，我们也可以控制峰值差异而不是RMS。将AANT命令更改为 . Fm| $x
M 0 50 CLINK aUKa+"`S
ADEF 1 'r} y{` 3M
CD1 FILE 5 +B4 i,]lCx
= CD1 T^Hq 5Oy
Kp6%=JjO
并重新优化。 现在峰值偏离较小，仅0.00031毫米。 +xNq8yS
制造这种非球面有多难？ 让我们来看看： ADEF 1 FRINGES P,k=u$
这是一个非常漂亮的柔和的非球面，只有一些条纹到最合适的球面。 条纹是双通的; 实际差异只是显示的一半。 ZC)m&V 1
使用这些工具，人们可以利用非球面元件，同时要确保它们易于制造。
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